Energieeffizientes Luftdüsenweben

Numerische Simulation macht's möglich

Luftdüsenweben ist die produktivste Webtechnologie mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1.200 Schusseinträgen pro Minute. Da es keine beweglichen Teile im Schusseintragsprozess gibt, ist diese Technologie sehr zuverlässig. Die hohe Produktivität wird jedoch durch einen hohen Energieverbrauch für den Schusseintrag mit Druckluft erkauft. Angesichts steigender Energiekosten und der mit der Energieerzeugung verbundenen Kohlendioxidemissionen gilt es, den Druckluftverbrauch zu reduzieren und zudem die Produktivität zu erhöhen.

Einer der wichtigsten Komponenten für den Schussfadeneintrag ist das Hauptdüsensystem, wobei die Webmaschinen in der Regel immer mit mehreren Hauptdüsen ausgestattet sind. Das Problem hierbei ist, dass bei mehreren Hauptdüsen nur eine parallel zum Webblattkanal angeordnet ist, während die anderen zum Webblattkanal geneigt sind. Dadurch geht viel Druckluft nach hinten oder oberhalb des Webblattes verloren und gleichzeitig werden Schusseintragsfehler durch ungünstige Strömungsverhältnisse verursacht.

Im IGF Projekt „Energiespardüse” wird ein neues Hauptdüsensystem mit einer einzigen Düse und mehreren Zuführungsrohren entwickelt. Diese Düse besitzt nur ein einziges Beschleunigungsrohr, das optimal für den Schusseintrag parallel zum Webblattkanal positioniert wird und damit die Basis für signifikante Vorteile bietet:

> höhere Energieeffizienz durch geringeren Druckluftverbrauch

> geringere Materialkosten durch Vermeidung des Bedarfs an speziellen Webblättern und

> höhere Produktivität durch die Möglichkeit des Doppelschusseintrags.

 

Durch die Nachrüstbarkeit kann ein sehr großer Markt adressiert werden. Als zentrales Entwicklungswerkzeug wird die numerische Simulation eingesetzt. Mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulationen werden die Wirkungsweise und Strömungsverhältnisse der Referenzdüse analysiert und verschiedene Varianten der vorgeschlagenen Hauptdüsenkonstruktion simuliert und bewertet. Ferner wird ein Simulationsmodell erarbeitet, mit dem der Schusseintrag eines Garns mit der Berücksichtigung der Wechselwirkung Garn-Luftströmung berechnet werden kann. Durch Einsatz modernster Messtechnik (Partikel-Image- Velocity und High-Speed-Kameratechnik) werden die CFDSimulationen verifiziert. Die erfolgversprechendste Variante wird als Funktionsmuster hergestellt und getestet.

IHR ANSPRECHPARTNER

    Dipl.-Ing. Hermann Finckh

    Stv. Leiter Kompetenzzentrum Stapelfaser, Weberei & Simulation
    Leitung Numerische Simulation

    T +49 (0)711 93 40-401

CFD-Simulation der Luftströmung beim Schusseintrag bei der Referenzdüse